JP4812925B2 - 骨セメント材混合装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は骨セメント材混合装置に関する。特に、本発明は減圧の存在下に骨セメント材を混合するための骨セメント材混合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多くの整形外科処理において、人工関節移植部品の取り付け、または骨関節の形成または治療等の整形外科処理のためのようなセメント材またはグラウト材を使用することが必要である。このような目的に一般に使用される種類のセメント材はグラウト材として使用される粘性の混合材を形成するための種々の液体モノマーまたはコモノマーとパウダー化したポリマーやコポリマーとの混合物により形成される自己硬化型樹脂である。このパウダーおよび液体成分の混合物により即硬化型の材料が得られ、このセメント材の調製が使用の直前に処理環境内において直接行える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
また、乾燥したセメント材にモノマーをモノマー供給装置により添加することが知られている。例えば、本明細書に参考文献として含まれる「骨セメント材供給システム用のモノマー供給装置」と題する1999年4月16日に出願された米国特許出願第09/293,396号を参照されたい。このような装置において、モノマー材および骨セメント材は真空の存在下において混合される。このような真空で処理された混合材は二重の役割を果たす。第1に、この真空は混合物中に用いたモノマーが生成する煙霧を排除する。第2に、この真空は混合処理中における混合物の中の気泡やベーパーポケットの量を積極的に減少する。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、セメント材混合装置はボウルと、当該ボウルに着脱自在に取り付けた蓋と、蓋を貫通して当該蓋に着脱自在に取り付けたクランクと、ボウル中に配置したブレードを備えている。この蓋はシール可能な供給ポートを備えている。加えて、ブレードはクランクに取り付けられていて、ブレードがクランクと共に回転するようになっている。好ましい実施形態においては、ブレードは非同心円状に形状をしていて、これに取り付けた羽根が混合および剪断作用を高める。
【0005】
本発明の別の実施形態において、真空の出口が上記の蓋、ハンドル、またはボウルのいずれかに取り付けられている。この出口は真空ホースに取り付けられていて、このホースが混合ボウルから空気および蒸気を除去する経路になる。さらに別の実施形態において、上記の混合ボウルは当該ボウルの周囲に配置された複数の断続シムを備えており、数個の環状の断続フランジ部材を有する蓋の外端部がボウル上の各断続シムと協働するようになっている。また、別の実施形態においては、上記の混合ブレードがボウルの円周の約1/4の輪郭線を有している。このブレードは傾斜したショルダーブレードを備えることができる。本発明のさらに別の特徴が現在において最良と思われる本発明を実施する態様を例示する好ましい実施形態の以下の詳細な説明を考慮することにより当該技術分野における熟練者により明らかになる。
【0006】
【発明の実施の形態】
骨セメント材混合装置10を本発明に従って提供する。この混合装置10は一定量の骨セメント材およびモノマーを受容して当該セメント材およびモノマーを減圧下に混合するように構成されている。その後、この混合物を取り出してプロテーゼに供給したり、セメント材供給装置に投入できる。図1および図2に示すように、混合装置10はボウル12および当該ボウル12に連結した蓋14を備えている。
【0007】
次に、図3において、ボウル12は空孔部18を形成する内面部16、外面部20、およびこれらの内面部16および外面部18の間に延在する上側リム22を備えている。図2乃至図4において示すように、シム23がボウル12のリム22の周りに断続的に延在している。この実施形態において、各シム23は下面部25において形成した僅かに傾斜した部分27(図2)を有していて、蓋14が下面部25に係合している時に、蓋14の傾斜部がリム18に対してより強固に嵌合するようになっている。加えて、外面部20は安定な基部として作用する足フランジ24を備えるように形成されている。
【0008】
図1乃至図4に示すように、蓋14はボウル12に対してシール可能かつ取り外し可能に被覆して、蓋14とボウル12との間から空気が漏れないようになっている。しかしながら、蓋14は取り外すことができて、乾燥した骨セメント材をボウル12の空孔部18の中に入れたり、この乾燥した骨セメント材をモノマーと混合した後に空孔部18から骨セメント材を取り出すことができる。蓋14はカバー26および当該カバー26から延出するハンドル28を備えている。
【0009】
カバー26は外面部30およびボウル12の内面部16に対向する内面部32を備えている。図2に示すように、カバー26の外周縁の周りに***部50が延在している。さらに、幾つかの断続的な環状フランジ52が***部50から内側に半径方向に延出している。これにより、蓋14がボウル12のリム22の上に置かれて回転されると、各断続フランジ52が対応するシム23の底面25に接触する。加えて、スロット33がガスケット54に概ね位置合わせした状態でカバー26に貫通しており、これらのガスケット54はスロット33を塞ぐように延在して空気や蒸気がそこから漏れないようにする。このガスケット54は蓋14とリム22との間に配置されていて、これら2個の構成部品の間にシールを形成することを補助する。しかしながら、種々の取付手段が蓋14をボウル12の上にシール可能および取り外し可能に取り付けるように使用できることが理解されると考える。例えば、上記の環状フランジ/シム構造の代わりに環状のスナップ嵌合またはネジ手段が使用できる。加えて、図3に示すように、カバーは貫通する真空通路55を備えて形成されている。この真空通路55は、図1に示すように、カバー26の内面部32を通して形成した真空入口57およびハンドル28に近接して存在する真空出口56を備えている。
【0010】
また、カバー26はルアロック部34および外面部30から延出して軸受44を形成しているクランク42を備えている。ルアロック部34は内面部32および外面部30の間に延在する供給ポート36を形成する本体部分35を備えている。加えて、ルアロック部34は供給ポート36内に延在する大きさでシール本体部分35を着脱自在にシールするキャップ38と、このキャップ38および本体部分35の間に延在するつなぎなわ部40を備えている。ルアロック部34はルアまたは注ぎ口が本体部分35にシール嵌合している供給ポート36を通してモノマー供給装置(図示せず)から延出できるように構成されている。これにより、ルアロック部34は、ルア(図示せず)およびルアロック部34の間からモノマー蒸気が漏れないようにしながら、モノマーをボウル12の中に供給できる。
【0011】
キャップ38はモノマーをボウル12に供給して混合処理をしている間、本体部分35をシールするために使用される。図2において、キャップ38は非係合状態で示されている。このキャップ38を取り外して、モノマー供給装置(図示せず)に取り付けたルアを挿入してモノマーを当該供給装置から混合ボウル12の中に移すことができる。なお、種々のルアロックおよびルアロックキャップをルアロック部34の代わりに使用できることが理解されると考える。例えば、自己閉鎖式ルアロックを使用してルアキャップ38の必要性を無くしたり、ネジ付きのルアロックを使用してキャップ38を本体部分35にネジで取り付けることもできる。また、別の実施形態において、モノマー供給装置(図示せず)自体をルアロック部用のシール手段として使用できる。
【0012】
蓋14のハンドル28がカバー26から延出している。実施形態の一例において、このハンドル28は二重の機能を果たす。第1に、把持可能な本体部分は骨セメント材の混合中にオペレータが保持することを可能にし、第2に真空出口56(図3および図6参照)および真空チューブ58(図2参照)への導通路として作用する。しかしながら、ハンドル28は混合装置10のどの場所にも配置できる。例えば、別の実施形態において、ハンドル28はボウル12(図示せず)に取り付けることができる。加えて、真空出口56をボウル12を通して配置できる。ハンドル28は上壁部94、側壁部96、および空孔部98を間に形成する対向端壁部100,102を備えている。さらに、少なくとも1個のチューブグリップ104が上壁部94から空孔部98の中に延在している。
【0013】
図3および図4において、混合装置10は蓋14に共同回転可能に連結したクランク60を備えている。このクランク60はオペレータによりブレード62を駆動するように使用され、このブレード62は内側のボウル12に対して位置ずれして配置されて、クランク60に対して非同心円状に接続してモノマーと骨セメント材を一体に混合する。クランク60の一端部64はカバー26のほぼ中心において軸受44から回転可能に延出しており、クランク60の他端部66はノブ68に取り付けられている。さらに、クランク60は軸受44において回転できる大きさでブレード62に連結する足部72を備えている。つまり、クランク60の端部64はブレード62に連結している。このクランク60はカバー26の回転軸と同一に示されている軸受44の長手軸70の周りに回転するように構成されている(図3および図4を参照されたい)。ノブ68はオペレータがクランク60を回転してブレード62を回転する場合に把持できる把持部として作用するように構成されている。なお、このノブ68はクランク60に対して回転可能または固定式に取り付けるように構成することができる。さらに、小型のO−リング29を軸受44内の足部72およびクランク取付部42の間に嵌入して蓋14とクランク60との間の空気または蒸気の漏れを防ぐことができる。
【0014】
クランク60の足部72の回転により、ブレード62が軸受44の長手軸70の周りに回転する。図4および図5に示すように、ブレード62はほぼU字形の本体部分74を備えており、この本体部分74は非対称形に延在する湾曲面部120と、当該湾曲面部120の反対側のほぼ線形の面部122と、これらの面部120および122を連接する丸みを付けた底部124を有している。これらの面部120,122は協働してU字形本体部分74の対向端部78,80を形成する。加えて、ブレード62は本体部分74の対向端部78および80の間に延在してこれらを連接する上側またはショルダーブレード76、および本体部分74の一方の端部78から丸みを付けた底部124まで延在して第1の穴84および第2の穴86を形成してボウル12の中心部近くのセメント材を剪断して混合する羽根82を備えている。さらに、ブレード62は軸部88を備えていて、この軸部88はショルダーブレード76から延出する軸部88および当該軸部88に連結したカラー90を備えている。
【0015】
軸部88はショルダーブレード76から軸受44内に上方に延出して懸架している足部72に摩擦を伴って連結する。しかしながら、本発明は軸部88およびクランク60の間における摩擦嵌合のみに限定されないことが理解されると考える。すなわち、ブレード62をクランク60に連結するための任意の種々の手段が使用できて、これらは本発明に含まれる。例えば、スナップ嵌合または接続可能なネジ部が同一の機能を果たせる。カラー90は軸受44から軸部88が延出できる長さを制限するように構成されている。これにより、このカラーはカバー26の内面部32に係合してブレード62のボウル12の空孔部18内における適正な配置を確実に行なう。また、軸部88はブレード62の長手方向の中心106から横方向にずれている。このずれはクランク60の1回転当たりの付加的な剪断作用を生じる。この付加的な剪断作用は湿潤状態のセメント材を作成するのに要する混合作業量を減少することができる。
【0016】
クランク60がブレード62に取り付けられている軸受44の中を回転可能に貫通しているので、このブレード62はオペレータによりクランク60が回転される時に回転してボウル12の内部でモノマーがセメント材に混合できる。図4において、最適な混合処理を行なうために、ブレード62の少なくとも一部分がボウル12の内壁部22のすぐ近くで、軸部88に対してずれている部分を通過する。実施形態の一例において、ブレード62の少なくとも一部分がボウル12の円周の約1/4であって軸受44の長手軸70にほぼ平行な平面内における輪郭線を有している。
【0017】
図3において、真空チューブ58が真空出口56に連結している。図示の実施形態の一例において、真空チューブ58は端部壁部102を貫通してハンドル28の空孔部98の中に伸出して、装置10の使用中にオペレータに干渉しないようになっている。さらに、この真空チューブ58は真空出口56を通して混合装置10から空気を排気するように構成された真空ポンプ92(図2)に接続可能である。また、この真空チューブ58はチューブグリップ104内に固定されて示されており、このグリップ部材104は真空チューブ58を真空出口56に確実に連結維持することを補助する。
【0018】
モノマーおよび骨セメント材を混合装置10の中で混合した後に、蓋14を反対方向108(図1)に回転することによりフランジ部52をシム23から解放して蓋14がボウル12から取り外せる。図7および図8に示すようなスパチュラ110を使用してボウル12からセメント材混合物を取り出す。スパチュラ110はハンドル112および当該ハンドル112に連結するブレード114を備えている。ブレード114は内壁部22の輪郭線の部分的な形状に形成された湾曲した外端部116を有して形成されている。ハンドル112はオペレータにより把持されてブレード114により空孔部118から湿潤したセメント材18を取り出して、セメント材分配装置(図示せず)の中やプロテーゼ取付部位(図示せず)に直接供給する。
【0019】
別の実施形態において、ブレード62の代わりにブレード162が本発明により提供される。ブレード162はブレード62と同様に形成されており、同一の構成部品は同一の参照番号で示される。このブレード162は傾斜したショルダーブレード176を備えるように形成されている。図示のように、ショルダーブレード176は第1の部分178および第2の傾斜した部分180を備えていて、この傾斜部分180は軸部88から概ね鈍角の一定の角度を成している。図示の実施形態の一例において、参照番号182で示すショルダーブレードの角度は水平線188に対して約−15°である。しかしながら、傾斜部分180の角度は水平線188の上方または下方のいずれに形成されていてもよい。
【0020】
湿潤状態のセメント材混合物を製造する方法において、一定量の骨セメント材パウダーがボウル12の空孔部18の中に投入される。図1において示すように、蓋14がリム22上に配置されて、各フランジ52が対応するシム23の底面25に接触してリム22に対してシール部54が押圧されてこれらの間にシーム23が形成されるまで回転される。蓋14がシール可能にボウル12に取り付けられると、モノマーが骨セメント材パウダーに添加される。蒸気の漏れを防ぐために、セメント材をボウル12の中に入れてから蓋14をリム22に連結した後にモノマーを投入する。
【0021】
空孔部18にモノマーを入れるために、キャップ38をルアロック部34の本体部分35から取り外す。その後、真空ポンプ14を起動してボウル12の中に真空を供給して、真空出口56およびチューブ58を介して空孔部18から空気を排気する。空孔部18内において約0.67バール乃至0.73バールの真空を発生するのが好ましく、この真空度はモノマーを沸騰させることなくボウル12内の真空度を最高にするモノマーの沸点よりも僅かに低い。図示のように、空孔部18から空気を排気することにより真空が供給し始められると、モノマー分配装置(図示せず)からのルアまたは類似の構造体が本体部分35の供給装置36の中に挿入されてほぼシールされた接続構造が形成され、この段階でモノマーがボウル12の中に投入できる。真空ポンプ92はボウル12の中へのモノマーの投入により発生するあらゆるモノマー蒸気を装置10から排気する。モノマーをボウル12の中に投入した後に、モノマー供給装置(図示せず)からのルアがルアロック部34から外されてルアキャップ38が図2に示す矢印111に示されるように供給ポート36の中に速やかに嵌入される。
【0022】
モノマー供給装置(図示せず)を混合装置10から外した後に、オペレータは片手でハンドル28を把持して、別の手でクランク60のノブ68を把持する。オペレータは軸受44の長手軸70の周りにクランク60を回転する。クランク60はブレード62の本体部分74および羽根82をボウル12内で回転して既に説明したように骨セメント材をモノマーと共に剪断して混合する。この混合物の効果的な攪拌に適する攪拌時間の例は約45秒乃至60秒である。真空が残留して、この混合が完了した後にさらに約15秒間乃至20秒間この混合物から蒸気が排気されて、骨セメント材混合物から過剰の空気およびモノマー蒸気がすべて除去されるのが好ましい。その後、蓋14が既に説明したように方向108に回転される。その後、オペレータはスパチュラ110を用いて湿潤状態の骨セメント材をボウル12からかき出す。さらに、この湿潤状態の骨セメント材を骨セメント材分配装置(図示せず)内に入れてプロテーゼに供給できるようになる。
【0023】
以上、本発明を好ましい実施形態に基いて詳細に説明したが、種々の変形および変更が特許請求の範囲およびその実施態様に記載され定められた本発明の範囲および趣旨に逸脱しない限りにおいて可能である。
【0024】
本発明の実施態様は以下の通りである。
(A)骨セメント材混合装置において、
ボウルと、
ボウルに取り外し可能に取り付けられて貫通して配置されたシール可能なモノマー供給ポートを有している蓋と、
前記蓋を貫通する部分を有するクランクとから成り、当該クランクが前記蓋に回転可能に取り付けられており、さらに、
前記ボウル内に配置されていて、前記蓋を貫通するクランクの部分に取り付けられて当該クランクと共に回転するブレードから成る装置。
(1)前記蓋がさらにハンドルを備えている実施態様(A)に記載の装置。
(2)前記蓋がさらに減圧供給源への取り付けのための真空出口チューブを備えている実施態様(A)に記載の装置。
(3)前記ハンドルが真空出口チューブおよび真空供給源および真空チューブへの取付用のチューブ把持部を備えている実施態様(1)に記載の装置。
(4)前記ボウルがさらに真空供給源への取付用の真空出口チューブを備えている実施態様(A)に記載の装置。
(5)前記ボウルがさらに当該ボウルの周囲に配置された複数の断続シムを備えており、前記蓋がボウルを被覆して当該蓋の端部の周りに形成された複数の環状の断続フランジ部を有していて、各フランジ部が前記ボウル上の断続シムと協働して着脱自在かつシール可能に蓋をボウルに対して取り付ける実施態様(A)に記載の装置。
【0025】
(6)さらに、前記ブレードの長手軸に対して平行な平面内に前記ボウルの円周の約1/4の輪郭線を有しているブレードの一部分を備えている実施態様(A)に記載の装置。
(7)前記ブレードがさらに傾斜したショルダーブレードを備えている実施態様(6)に記載の装置。
(8)前記ブレードがさらに当該ブレード内に嵌合した羽根を備えている実施態様(5)に記載の装置。
(9)前記シール可能なポートがさらに当該ポートを選択的にシールするルアポートキャップを備えている実施態様(A)に記載の装置。
(10)前記ブレードが非対称形に延出した湾曲状の面部と、当該湾曲面部の反対側の線形の面部と、当該線形面部および湾曲面部を連接する丸みを付けた底部と、同様に当該線形面部および湾曲面部を横方向に連接する上面部と、当該上面部から前記丸みを付けた底部にかけて延在する羽根と、前記上面部から延出する軸部を有するU字形状のブレードである実施態様(A)に記載の装置。
【0026】
(11)前記上面部が傾斜したショルダーブレードを備えている実施態様(10)に記載の装置。
(12)前記ブレードが前記ボール内に配置されていて前記蓋を貫通する前記クランクの部分に取り付けられており、当該ブレードがクランクと共に非同心円状に回転する実施態様(A)に記載の装置。
(13)前記軸部が前記上面部上において非対称形の状態で延出している実施態様(10)に記載の装置。
(B)骨セメント材混合装置において、
ボウルと、
ボウルに取り外し可能に取り付けられた蓋とから成り、当該蓋が貫通する供給ポートを備えるように形成されたカバーと、供給ポート内に延在して当該ポートを選択的にシールするように形成されたキャップを備えており、さらに、
前記蓋を貫通して当該蓋に回転可能に連結するクランクと、
前記ボウル内に配置されていて、前記クランクに連結されて当該クランクと共に回転するブレードから成る装置。
(14)前記蓋が前記カバーから外側に延出するハンドルを備えている実施態様(B)に記載の装置。
(15)前記蓋が前記カバーとハンドルとの間に延在する真空通路を備えるように形成されている実施態様(14)に記載の装置。
【0027】
(16)前記ブレードが本体部分および当該本体部分の対向端部の間に延在するショルダーブレードを備えるように形成されている実施態様(B)に記載の装置。
(17)前記ショルダーブレードが傾斜した部分を含む実施態様(16)に記載の装置。
(18)前記ブレードが前記本体部分を横切る羽根を備えるように形成されている実施態様(16)に記載の装置。
【0028】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、モノマー分配装置からの一定量のモノマーと一定量の骨セメント材とを真空の存在下で混合するための骨セメント材混合装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う骨セメント材混合装置の斜視図であり、ボウル、本体部分およびキャップを有するルアロック部材を備える蓋、およびクランクを備えている装置を示している図である。
【図2】図1の装置の側面図であり、供給ポートを形成するルアロック部材の本体部分、本体部分から取り外したキャップ、ボウル上の対応するシムの下に嵌合した蓋の断続フランジ部材によりボウルに連結した蓋、当該蓋から延出する真空チューブ、および真空ポンプを示している図である。
【図3】図1の線3−3に沿う断面図であり、本体部分の供給ポート内に存在して本体部分とキャップとの間にシールを形成しているキャップと、蓋に回転可能に連結したブレードを示している図である。
【図4】図3の線4−4に沿う断面図であり、蓋にシール状態で連結したクランクと、当該クランクに連結して羽根を有しているブレードを示している図である。
【図5】図4のブレードの正面図であり、概ねU字形の本体部分と、本体部分の対向端部の間に延在するショルダーブレードと、羽根と、ショルダーブレードから延出する軸部と、当該軸部に連結したカラーを示している図である。
【図6】図1の装置の底面図であり、フランジを備えるボウルと、真空出口を有するハンドルを備える蓋と、真空出口から離間するホースグリップを示している図である。
【図7】図1の装置と共に使用するのに適するスパチュラの上面図であり、ハンドルおよびボウルから湿潤状態のセメント材混合物を取り出すように形成されたブレードを備えるスパチュラを示している図である。
【図8】図7のスパチュラの側面図である。
【図9】図1のボウルおよび蓋と共に使用するのに適する別のブレードの正面図であり、概ねU字形の本体部分を備えるブレード、当該本体部分の対向端部の間に延在するテーパー状のショルダーブレード、当該ショルダーブレードから延出する羽根、および軸部に連結するカラーを示している図である。
【符号の説明】
10 混合装置
12 ボウル
14 蓋
23 シム
24 フランジ部材
28 ハンドル
Claims (12)
- 骨セメント材混合装置において、
ボウルと、
前記ボウルに取り外し可能に取り付けられた蓋であって、当該蓋を貫通して配置されたシール可能なモノマー供給ポートを有している、蓋と、
前記蓋を貫通する部分を有するクランクであって、当該クランクが前記蓋に回転可能に取り付けられている、クランクと、
前記ボウル内に配置されるブレードであって、前記クランクの前記蓋を貫通する部分に取り付けられて前記クランクと共に回転する、ブレードと、
を具備し、
前記蓋がさらに、ハンドルを備えており、前記ハンドルが、真空供給源への取り付けのための真空チューブ、および前記真空チューブへの取り付けのためのチューブグリップを備えている、装置。 - 前記ボウルがさらに、当該ボウルの周囲に配置された複数の断続シムを備えており、前記蓋が、前記ボウルを覆い、かつ当該蓋の端部の周りに形成された複数の環状の断続フランジ部を有していて、各フランジ部が前記ボウル上の断続シムと協働して着脱自在かつシール可能に前記蓋を前記ボウルに対して取り付ける、請求項1に記載の装置。
- 前記ブレードがさらに、ショルダーブレードを備えている、請求項1または2に記載の装置。
- 前記ブレードがさらに、当該ブレード内に嵌合した羽根を備えている、請求項3に記載の装置。
- 前記シール可能なポートがさらに、当該ポートを選択的にシールするルアポートキャップを備えている、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 前記ブレードが、非対称形に延びた湾曲状の側部と、前記湾曲状の側部の反対側の直線状の側部と、前記直線状の側部および湾曲状の側部に連接する丸みを付けた底部と、前記直線状の側部および湾曲状の側部を横方向に連接するように延在する平坦な頂部と、前記平坦な頂部から前記丸みを付けた底部にかけて延在する羽根と、前記平坦な頂部から延出する軸部とを有するU字形状のブレードである、請求項1に記載の装置。
- 前記平坦な頂部が、ショルダーブレードを備えている、請求項6に記載の装置。
- 前記ブレードは、当該ブレードが前記クランクと非同心状に回転するように、前記ボウル内に配置され、前記クランクの前記蓋を貫通する部分に取り付けられている、請求項1に記載の装置。
- 前記軸部が、前記平坦な頂部の長手方向の中心からずれた位置から延出している、請求項6に記載の装置。
- 前記蓋が、
前記モノマー供給ポートを含むように形成されたカバーと、
前記モノマー供給ポート内に延在して前記モノマー供給ポートを選択的にシールするように形成されたキャップと、
を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の装置。 - 前記ハンドルが、前記カバーから外側に延出している、請求項10に記載の装置。
- 前記蓋が、前記カバーと前記ハンドルとの間に延在する真空通路を含むように形成されている、請求項11に記載の装置。
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